باتت "النوافذ الذكية"مكونا جديدا من مكونات المنازل الذكية الهادفة إلى تسخير التكنولوجيا لراحة ورفاهية الإنسان داخل منزله.

محاكاة ضوء الشمس

توصلت جامعة “إنسوربيا” الإيطالية، من تطوير نظام إضاءة اصطناعي عبر نافذة افتراضية في السقف، يمكنها محاكاة السماء المشمسة، في أي مكان في العالم وفي أي وقت، بهدف إنتاج ضوء طبيعي.
وأكدت جورجيت تارديفو، المتحدثة باسم شركة “كويلوكس” الإيطالية، أن نظام الضوء الاصطناعي الخاص بهم، الذي يقوم بدور السماء المشمسة، يُتيح للمرة الأولى تكوين المؤثرات الفيزيائية والظواهر البصرية للضوء الطبيعي.
وأضافت أن هذه التقنية تُحاكي الشمس والسماء، وتتيح إمكانية الشعور بنفس الأحاسيس التي نشعر بها ونحن في الهواء الطلق ولكن داخل المنازل.
ويضم هذا النظام ثلاثة عناصر: صمامات ثنائية باعثة للضوء والتي تستنسخ طيف ضوء الشمس، وجهازا بصريا مُعقدا للغاية يُعطي الإحساس بالمسافة الموجودة بين الشمس والسماء، بالإضافة إلى مواد دقيقة مرتبة على هيئة عدة مستويات جزيئية لا يتجاوز سمكها بضعة سنتيمترات، تقوم بإعادة عملية تشتيت الضوء التي تحدث عند اجتياز الأغلفة الجوية ومجموعة الغازات التي تحيط بالكرة الأرضية.
 

شحن الأجهزة الكهربائية عبر الزجاج

تحول خلايا كهروضوئية مزدوجة نوافذ المنازل إلى لوحات شمسية تعمل على تخزين أشعة الشمس وتوليد الكهرباء من أجل شحن الأجهزة الكهربائية، دون المساس بشفافية زجاج هذه النوافذ. وذلك من خلال اختراع توصلت به ساندرا كاسياس الباحثة بمعهد “لا لاجونا” التكنولوجي في المكسيك.
وتُعد الخلية الكهروضوئية جهازا إلكترونيا مكونا من عدة أغلفة، تتيح تحويل الطاقة الضوئية إلى كهربائية.

ترشيد النفقات

وطوّر مجموعة من الباحثين من المجلس الأعلى للأبحاث العلمية في إسبانيا، تقنية من شأنها تقليل تكلفة “النوافذ الذكية”، حيث يمكن من خلالها التحكم بكمية الضوء المتسرب عبر الزجاج، وبالتالي استغلال موارد الطاقة بشكل أمثل، وتقليل حمل تشغيل أجهزة التكييف في الصيف والتدفئة في الشتاء.
ويتم تفعيل هذه التقنية في ثوانٍ معدودة، باستخدام مفتاح كهربائي، لتقوم ببعض التفاعلات الكيميائية والفيزيائية التي تُحول لون الزجاج الشفاف إلى داكن وتحمي من أشعة الشمس.
وتتسم هذه التقنية، باستخدامها أغشية رقيقة مصنوعة من مادة إسفنجية زهيدة التكلفة، على عكس نوافذ ذكية أخرى تحتاج إلى كريستال سائل.
وللإشارة فإن هذه النوافذ الذكية التي تتناوب بين الشفاف والمُعتِم، هي متواجدة مسبقًا منذ عقود، وعلى سبيل المثال فإن طائرات « بوينغ 787 دريم لاينر»
تستخدم نوعًا من النوافذ الذكية يدعى «إليكتروكروميك ويندوز» والذي يحتاج لمصدر خارجي يزِوده بالطاقة كي يعتم.
غير أن نوعًا كهذا من النوافذ لم يكن له ذاك التأثير واسع النطاق في سوق الأبنية، نظرًا لكلفته المرتفعة، والتفاوت في قدرته على حجب الضوء الخارجي، وأن بعضها يتطلَّب مصدر طاقة كهربائية خارجي أيضًا.
تتألف هذه المادة من خليط من العناصر المعدنية، ذات بنية جزيئية بلورية، والخلايا الشمسية المصنَّعة منها ذات كفاءة تحويل للقدرة قريبة من كفاءة الألواح الشمسية السيليكونية الحديثة.
نورا أفرياض